DE102019130058A1 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) entlang einer vorgegebenen Route (7) zu einem Zielort (2) geführt wird, wobei die Route (7) wenigstens eine Ladepause (9) umfasst, während der ein Energiespeicher (10) des Kraftfahrzeugs (1) durch eine fahrzeugexterne Ladeeinrichtung (19) geladen wird, wobei für wenigstens einen Abschnitt (8) der Route (7) eine jeweilige Sollgeschwindigkeit (24) ermittelt wird, indem die Summe (25) aus einer prognostizierten Fahrzeit (26) für den wenigstens einen Abschnitt (8) und einer prognostizierten Dauer (27) der wenigstens einen Ladepause (9) minimiert wird, wobei die jeweilige prognostizierte Fahrzeit (26) von der jeweiligen Sollgeschwindigkeit (24) und die prognostizierte Dauer (27) der jeweiligen Ladepause (9) von der Sollgeschwindigkeit (24) oder wenigstens einer der Sollgeschwindigkeiten (24) abhängt, wonach in dem jeweiligen Abschnitt (8) ein die Sollgeschwindigkeit (24) betreffender Hinweis an einen Fahrer (3) des Kraftfahrzeugs (1) ausgegeben wird und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit (24) gesteuert oder geregelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug entlang einer vorgegebenen Route zu einem Zielort geführt wird, wobei die Route wenigstens eine Ladepause umfasst, während der ein Energiespeicher des Kraftfahrzeugs durch eine fahrzeugexterne Ladeeinrichtung geladen wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
  • In Kraftfahrzeugen werden mittlerweile zunehmend Navigationssysteme genutzt, die den Fahrer bei einer Führung des Kraftfahrzeugs zu einem Zielort unterstützen, indem sie Navigationsanweisungen geben, um ihn bei dem Folgen einer vorbestimmten Route zu unterstützen. Hierbei sind verschiedene, häufig auch durch den Benutzer auswählbare, Ansätze zur Routenfindung bekannt. Besonders wesentlich ist für eine Vielzahl von Nutzern die Minimierung einer Reisezeit. Die Druckschrift EP 3 249 359 A2 lehrt hierbei, zur Minimierung der Reisezeit auch Ladestopps eines elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die schnellste Route auch davon abhängen, welche Merkmale auf dieser Route verfügbare Ladestationen aufweisen bzw. welche Wartezeiten dort zu erwarten sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Benutzer eines Kraftfahrzeugs weiter bei der Reduzierung einer erforderlichen Reisezeit zu einem Ziel-ort zu unterstützen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei für wenigstens einen Abschnitt der Route eine jeweilige Sollgeschwindigkeit ermittelt wird, indem die Summe aus einer prognostizierten Fahrzeit für den wenigstens einen Abschnitt und einer prognostizierten Dauer der wenigstens einen Ladepause minimiert wird, wobei die jeweilige prognostizierte Fahrzeit von der jeweiligen Sollgeschwindigkeit und die prognostizierte Dauer der jeweiligen Ladepause von der Sollgeschwindigkeit oder wenigstens einer der Sollgeschwindigkeiten abhängt, wonach in dem jeweiligen Abschnitt ein die Sollgeschwindigkeit betreffender Hinweis an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit gesteuert oder geregelt wird.
  • Die Zeit bis zum Erreichen eines Zielortes hängt offensichtlich nicht ausschließlich von der gewählten Route ab, sondern auch von der Geschwindigkeit, mit der diese befahren wird. Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass insbesondere bei rein elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten unter Umständen die erforderliche Gesamtfahrzeit sogar verlängern können, da aufgrund des höheren Energieverbrauchs hierdurch längere Ladepausen erforderlich sein können. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, für wenigstens einen Abschnitt der Route eine Sollgeschwindigkeit zu ermitteln, so dass die Gesamtzeit bis zum Erreichen des Zielortes, also die Summe aus Fahrzeiten und Ladepausen, minimiert werden kann. Hierdurch wird einerseits erreicht, dass ein Zielort schneller erreicht werden kann. Andererseits kann im Ergebnis auch der Energieverbrauch zum Erreichen des Zielortes verringert werden, da durch entsprechende Hinweise an den Fahrer bzw. eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung der Geschwindigkeit ein unnötig schnelles Fahren, das aufgrund der längeren Ladepause sogar zu einem späteren Erreichen des Zielortes führen würde, vermieden werden kann. Somit kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein zeitoptimaler Fahrbetrieb erreicht werden, der dennoch Energieeffizient ist.
  • Das Kraftfahrzeug kann insbesondere rein elektrisch angetrieben sein. Der Energiespeicher kann beispielsweise eine Batterie sein. Die Sollgeschwindigkeit kann im einfachsten Fall eine Durchschnittsgeschwindigkeit sein, die bis zur nächsten Ladepause, also beispielsweise bis zu einer Ladesäule, erreicht werden soll. Es kann jedoch auch ein Geschwindigkeitsverlauf für einen Abschnitt als Sollgeschwindigkeit vorgegeben werden bzw. die Strecke bis zur nächsten Ladepause bzw. zwischen zwei Ladepausen kann in mehrere Abschnitte unterteilt werden, um beispielsweise je nach aktuell befahrenem Streckentyp, Verkehrssituation, etc. eine optimale Sollgeschwindigkeit vorzugeben bzw. zu erreichen. Eine Steuerung bzw. Regelung der Fahrgeschwindigkeit kann insbesondere derart erfolgen, dass die Fahrgeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit eingestellt wird bzw. dass die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Toleranzintervalls um die Sollgeschwindigkeit liegt.
  • Die Ladepausen können so geplant werden, dass der Zielort robust erreicht wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit zusätzlich das Risiko zusätzlicher Ladestopps bzw. eines Liegenbleibens durch einen leeren Energiespeicher reduziert werden. Hierbei kann beispielsweise die Planung derart erfolgen, dass am Zielort eine vorgegebene Restenergiemenge verbleibt. Diese kann fest vorgegeben sein, jedoch auch durch einen Benutzer einstellbar sein. Ist beispielsweise bekannt, dass am Zielort keine Lademöglichkeit besteht, kann eine ausreichende Restenergiemenge für eine spätere Weiterfahrt rückgehalten werden. Ist andererseits ein Laden des Energiespeichers am Zielort möglich, kann eine deutlich geringere Restenergiemenge im Energiespeicher verbleiben.
  • Die Sollgeschwindigkeit kann durch Lösen eines Optimierungsproblems bestimmt werden, wobei als zu optimierende Größe die Zeit bis zum Erreichen des Zielorts bzw. die Summe der prognostizierten Fahrzeit bzw. der prognostizierten Fahrzeiten und der prognostizierten Dauer der Ladepause bzw. der prognostizierten Dauern der Ladepausen minimiert wird. Das Optimierungsproblem kann durch Variation der Sollgeschwindigkeit, beispielsweise mit Hilfe eines Gradientenabstiegsverfahrens, erfolgen. Es kann jedoch auch möglich sein, die optimale Sollgeschwindigkeit analytisch aufzufinden, beispielsweise durch Bestimmen von Nullstellen der Ableitung der Summe nach der Sollgeschwindigkeit oder Ähnliches.
  • Im Rahmen der Fahrt des Kraftfahrzeugs zu dem Zielort kann bei Erfüllung einer Aktualisierungsbedingung bzw. beispielsweise periodisch geprüft werden, ob die ermittelte Route bzw. Sollgeschwindigkeit bzw. Sollgeschwindigkeiten weiterhin optimal sind. Ist dies nicht der Fall, kann eine Neubestimmung erfolgen. Beispielsweise kann eine solche Änderung aufgrund einer veränderten Verkehrslage, Witterung, oder aufgrund von Fahrerwünschen erforderlich sein. Es ist beispielsweise auch möglich, dass sich ein prognostizierter Verbrauch von Nebenverbrauchern, beispielsweise einer Heizung bzw. Klimaanlage, ändert. In diesem Fall können die vorgegebene Route bzw. Sollgeschwindigkeit ebenfalls angepasst werden.
  • Die Vorgabe der Route und die Ermittlung der wenigstens einen Sollgeschwindigkeit können unabhängig voneinander hintereinander durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass beispielsweise mehrere verschiedene Routen vorgegeben werden, für die jeweils wenigstens eine Sollgeschwindigkeit ermittelt wird. Anschließend kann beispielsweise jene Route gewählt werden, die unter Berücksichtigung der aus der wenigstens einen Sollgeschwindigkeit folgenden Dauern von Ladepausen und Fahrzeiten insgesamt das schnellste Erreichen des Zielortes ermöglicht.
  • Für den wenigstens einen Abschnitt, von dem die Dauer der jeweiligen Ladepause abhängt, kann ein von der Sollgeschwindigkeit abhängiger Energieverbrauch prognostiziert werden, wobei der Energieverbrauch in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit prognostiziert wird. Insbesondere kann hierbei angenommen werden, dass der Abschnitt mit der Sollgeschwindigkeit durchfahren wird. Dies kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn Landstraßen, Autobahnen oder ähnliche Strecken befahren werden und ein relativ geringes Verkehrsaufkommen vorliegt. Die für einen Abschnitt erforderliche Fahrzeit und der erforderliche Energieverbrauch können jedoch auch von einem prognostizierten Fahrbetrieb abhängen, beispielsweise wenn von einem Stop- and Go-Betrieb ausgegangen werden kann. Der prognostizierte Energieverbrauch kann insbesondere von dem geschwindigkeitsabhängigen Fahrwiderstand abhängen und somit insbesondere vom Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs. Ergänzend können auch Einflüsse der Route, beispielsweise das Vorhandensein von Steigungen bzw. Gefällen, Kurven, prognostizierte Eigenschaften des Verkehrsflusses, die beispielsweise aufgrund von Ampeln, Stauungen, zähfließendem Verkehr und Ähnlichem resultieren, usw. berücksichtigt werden.
  • Es kann wenigstens ein Betriebsparameter des Energiespeichers erfasst werden, wobei die prognostizierte Dauer der wenigstens einen Ladepause in Abhängigkeit dieses Betriebsparameters ermittelt wird. Insbesondere können ein Ladezustand und/oder eine Temperatur des Energiespeichers berücksichtigt werden.
  • Die prognostizierte Dauer der wenigstens einen Ladepause kann in Abhängigkeit eines momentanen und/oder prognostizierten Betriebsparameters wenigstens eines Nebenverbrauchers des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Ein Nebenverbraucher des Kraftfahrzeugs kann diesbezüglich jeder Verbraucher sein, der nicht zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dient. Ein Nebenverbraucher, der einen merklichen Einfluss auf den Energieverbrauch eines Kraftfahrzeugs haben kann, ist insbesondere eine Heizung bzw. Klimaanlage. Es können jedoch auch andere Nebenverbraucher, beispielsweise eine Lichtanlage und/oder eine Multimediaeinrichtung des Kraftfahrzeugs, berücksichtigt werden.
  • Im einfachsten Fall kann als Betriebsparameter ein aktueller Verbrauch des entsprechenden Nebenverbrauchers herangezogen werden und davon ausgegangen werden, dass dieser Verbraucher im Wesentlichen konstant bleibt. Es sind jedoch auch komplexere Prognosen möglich. Beispielsweise kann in Abhängigkeit einer aktuellen bzw. prognostizierten Außentemperatur und beispielsweise in Abhängigkeit von vorangehenden Einstellungen einer Heizung bzw. Klimaanlage im gleichen Kraftfahrzeug bzw. durch den gleichen Fahrer ein zukünftiger Verbrauch während der Fahrt prognostiziert werden. Ein für eine Lichtanlage prognostizierter Verbrauch kann beispielsweise tageszeitabhängig sein. Der Verbrauch von Nebenverbrauchern skaliert mit ihrer Betriebszeit und somit typischerweise mit der Zeitdauer, die zum Durchfahren eines entsprechenden Abschnitts erforderlich ist.
  • Somit kann für einen bestimmten Abschnitt beispielsweise für eine höhere vorgegebene Sollgeschwindigkeit eine Erhöhung des Verbrauchs des Antriebsmotors und zugleich eine Reduzierung des Verbrauchs wenigstens eines Nebenverbrauchers resultieren.
  • Die prognostizierte Dauer der jeweiligen Ladepause kann von wenigstens einem Einrichtungsparameter der in dieser Ladepause voraussichtlich genutzten Ladeeinrichtung abhängen. Parameter von Ladeeinrichtungen können beispielsweise durch die entsprechende Ladeeinrichtung selbst bzw. einen Betreiber der Ladeeinrichtung, eine andere fahrzeugexterne Einrichtung, beispielsweise einem Backend-Server, eine fahrzeugseitige Datenbank oder Schwarmdaten, die von einer Vielzahlzahl von Kraftfahrzeugen gemeinsam erfasst und geteilt werden, bereitgestellt werden.
  • Der Einrichtungsparameter oder ein jeweiliger der Einrichtungsparameter kann eine Ladeleistung und/oder eine prognostizierte Auslastung der Ladeeinrichtung betreffen. Informationen bezüglich der Auslastung können beispielsweise vom Betreiber der Ladeeinrichtung bzw. über Schwarmdaten bereitgestellt werden. Die prognostizierte Auslastung kann unabhängig von der Sollgeschwindigkeit sein, beispielsweise wenn sollgeschwindigkeitsunabhängig eine Ankunft bei der Ladeeinrichtung in einem Zeitintervall mit im Wesentlichen konstanter prognostizierter Auslastung erwartet wird. Es ist jedoch auch möglich, die Sollgeschwindigkeiten bzw. Dauern von Ladeintervallen, die auf der Route vor dem Erreichen der Ladeeinrichtung liegen, bei der Prognose der Ankunftszeit und der ankunftszeitabhängigen Auslastung zu berücksichtigen.
  • Die Route kann in Abhängigkeit wenigstens einer Eigenschaft von bekannten Ladeeinrichtungen vorgegeben werden. Insbesondere kann die Route in Abhängigkeit von Positionen, Ladeleistungen und/oder Auslastungen bekannter Ladeeinrichtungen vorgegeben werden. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, eine geringfügig längere Route oder eine Route mit einer längeren Fahrzeit zu wählen, wenn dies die Nutzung einer weniger ausgelasteten oder leistungsfähigeren Ladeeinrichtung ermöglicht. Die verkürzte Dauer der Ladepause kann eine längere Fahrzeit ausgleichen und insgesamt zu einer Zeitersparnis führen.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere eine Steuereinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, eine Aktorik des Kraftfahrzeugs zur Steuerung bzw. Regelung einer Fahrgeschwindigkeit anzusteuern und/oder eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe des die Sollgeschwindigkeit betreffenden Hinweises an den Fahrer anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die wenigstens eine Sollgeschwindigkeit im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermitteln. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zusätzlich dazu eingerichtet, die vorgegebene Route zu ermitteln. Allgemein ist die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, die vorangehend erläuterten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
    • 2 eine Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das zur Durchführung des mit Bezug auf 2 erläuterten Verfahrens eingerichtet ist. Im Rahmen des Verfahrens soll das Kraftfahrzeug 1 zu einem Zielort 2 geführt werden, der beispielsweise durch einen Fahrzeuginsassen, insbesondere einen Fahrer 3, über ein Bedienmittel 4 eingegeben werden kann. Das Bedienmittel 4 kann beispielsweise eine Spracheingabe ermöglichen, also beispielsweise ein Mikrofon sein. Es sind jedoch auch andere Bedienmittel, beispielsweise ein Touchscreen, ein Dreh-Drücksteller oder Ähnliches verwendbar.
  • Durch eine Steuereinrichtung 5 des Kraftfahrzeugs wird ein Algorithmus 6 zur Routenplanung durchgeführt, der eine Route 7 für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 zum Zielort 2 vorgibt. Die Route 7 umfasst mehrere Abschnitte 8 sowie wenigstens eine Ladepause 9, während der ein Energiespeicher 10 des Kraftfahrzeugs 1, im Beispiel eine Batterie, durch eine fahrzeugexterne Ladeeinrichtung 19, beispielsweise eine Ladesäule, geladen wird. Hierbei sollen die Route 7 sowie, wie später noch genauer erläutert wird, Sollgeschwindigkeiten für die Abschnitte 8 so ermittelt werden, dass der Gesamtzeitverbrauch zum Erreichen des Zielortes minimal ist.
  • Um dies zu erreichen, können zahlreiche Zusatzinformationen berücksichtigt werden. Schwarmdaten 11 können beispielsweise Positionen 12, Ladeleistungen 13 und/oder prognostizierte Auslastungen 14 bekannter Ladeeinrichtungen 19 betreffen. Entsprechende Schwarmdaten 11 können, wie schematisch in 1 dargestellt ist, durch eine Vielzahl von fahrzeugexternen Einrichtungen 17, beispielsweise weitere Kraftfahrzeuge 18, und verschiedene Ladeeinrichtungen 19 über eine Kommunikationseinrichtung 22 des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise eine Mobilfunkeinrichtung oder eine Einrichtung zur Car2Car- oder Car2x-Kommunikation, bereitgestellt werden.
  • Zusätzlich können Betriebsparameter 15 des Energiespeichers 10, die beispielsweise über eine Sensorik 20 erfasst werden, berücksichtigt werden. Als Betriebsparameter 15 können insbesondere ein Ladezustand und eine Temperatur des Energiespeichers 10 berücksichtigt werden, da diese Größen wesentlich dafür sind, wann Ladepausen erforderlich sind bzw. wie lange diese dauern.
  • Der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs 1 und somit Zeitpunkte, wann Ladepausen erforderlich sind bzw. wie lange diese dauern, hängen zudem von einem Energieverbrauch der Nebenverbraucher 21 ab. Als Nebenverbraucher 21 ist beispielhaft eine Klimaanlage dargestellt, es kann jedoch auch ein Verbrauch von Lichtanlagen, Multimediasystemen, etc. berücksichtigt werden. Als Betriebsparameter 16 des Nebenverbrauchers 21 kann insbesondere ein prognostizierter Energieverbrauch bzw. ein prognostizierter Parameter, der den Energieverbrauch beeinflusst, berücksichtigt werden. Im einfachsten Fall kann hierbei davon ausgegangen werden, dass ein momentaner Energieverbrauch des Nebenverbrauchers 21 während der Fahrt konstant bleibt. Es ist jedoch auch möglich, den zukünftigen Verbrauch zu prognostizieren, beispielsweise wenn Prognosen bezüglich der Außentemperatur bekannt sind.
  • Ansätze zur Planung einer Route 7 unter Berücksichtigung von Ladepausen sind prinzipiell im Stand der Technik bekannt und sollen daher nicht detailliert erläutert werden.
  • Die Steuereinrichtung 5 führt anschließend ein Optimierungsverfahren 23 aus, um für jeden der Abschnitte 8 eine jeweilige Sollgeschwindigkeit 24 zu ermitteln und in Abhängigkeit dieser ein Steuersignal 27 zu generieren, um eine Hinweiseinrichtung 25, beispielsweise ein Display, anzusteuern und somit einen die Sollgeschwindigkeit betreffenden Hinweis an den Fahrer 3 des Kraftfahrzeugs 1 zu geben bzw. eine Aktorik, beispielsweise den Antriebsmotor 31, des Kraftfahrzeugs 1 anzusteuern, um die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit zu steuern bzw. zu regeln.
  • Das Optimierungsverfahren 23 ermittelt die Sollgeschwindigkeit 24 hierbei derart, dass eine Summe 25 aus den prognostizierten Fahrzeiten 26 für die Abschnitte 8 und den Dauern 27 der Ladepausen 9 minimal wird. Zur klareren Darstellung wird beispielhaft ein iteratives Optimierungsverfahren 23 schematisch dargestellt. Es sind jedoch auch andere Optimierungsverfahren möglich. Beispielsweise können Nullstellen der Ableitung der Summe 25 nach der Sollgeschwindigkeit 24 aufgefunden werden, um Minima zu bestimmen und das kleinste Minima der Summe 25 bzw. die diesem zugeordnete Sollgeschwindigkeit 24 kann als Ergebnis gewählt werden.
  • Im Rahmen des Optimierungsproblems 23 kann zunächst eine anfängliche Sollgeschwindigkeit 24 angenommen werden und in Abhängigkeit von dieser können die Fahrzeiten 26 und Dauern 27 der Ladepausen und somit die Summe 25 berechnet werden. Durch Variation der angenommenen Sollgeschwindigkeit 24 kann dann die Summe 25 minimiert werden. Alternativ können wie obig erläutert analytische Ansätze zur Optimierung genutzt werden.
  • Die Fahrzeiten 26 können im einfachsten Fall dadurch ermittelt werden, dass angenommen wird, dass der jeweilige Abschnitt 8 durchgehend mit der Sollgeschwindigkeit 24 befahren wird. Die Sollgeschwindigkeit 24 ist in diesem Fall eine Solldurchschnittsgeschwindigkeit für den Abschnitt 8. Es ist jedoch auch möglich, weitere bekannte Eigenschaften des Abschnitts 8 zu berücksichtigen, die beispielsweise den Schwarmdaten 11 entnommen werden können. Beispielsweise können ein erwartetes Verkehrsaufkommen, Witterungsbedingungen, Steigungen bzw. Gefälle, Ampelschaltungen etc. berücksichtigt werden.
  • Zur Ermittlung der Dauer 27 der Ladepause 9 kann zunächst für jeden der Abschnitte 8 in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit 24 ein Energieverbrauch 28 prognostiziert werden. Hierbei kann der Energieverbrauch 28 einen Energieverbrauch 29 des Antriebsmotors 31 sowie einen Energieverbrauch 30 von Nebenverbrauchern 21 umfassen. Der Energieverbrauch 29 kann insbesondere von bekannten Fahrwiderständen des Kraftfahrzeugs abhängen. Hierbei ist insbesondere der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs stark geschwindigkeitsabhängig und somit stark abhängig von der Sollgeschwindigkeit 24. Der Energieverbrauch 30 des Nebenverbrauchers 21 hängt primär von der Fahrzeit 26 für den jeweiligen Abschnitt 8 ab, da Nebenverbraucher typischerweise einen geschwindigkeitsunabhängigen Verbrauch aufweisen.
  • Für jede Ladepause 9 werden anschließend zu ladende Energiemengen bestimmt, die so gewählt sind, dass der Ladezustand des Energiespeichers 10 zu keinem Zeitpunkt der Route 7 auf Null bzw. unter einen vorgegebenen Mindestwert fällt. Hierbei können die Betriebsparameter 16 des Energiespeichers 10, insbesondere dessen Ladezustand und Temperatur, berücksichtigt werden. In Abhängigkeit der zu ladenden Energiemengen wird anschließend die jeweilige Dauer 27 bestimmt, wobei hierzu insbesondere die Schwarmdaten 11 berücksichtigt werden können. Anhand der prognostizierten Auslastung 14 kann eine von der Lademenge unabhängige Wartezeit prognostiziert werden. Die Ladezeit kann ermittelt werden, indem die zu ladende Leistung durch die Ladeleistung der jeweiligen Ladeeinrichtung 19 geteilt wird. Die Dauer 27 der Ladepause kann als Summe aus Ladezeit und Wartezeit ermittelt werden.
  • Durch das Optimierungsverfahren 23 wird somit die Sollgeschwindigkeit 24 derart vorgegeben, dass unter Berücksichtigung des aus der Sollgeschwindigkeit 24 resultierten Energieverbrauchs und der hiermit erforderlichen Ladezeit eine minimale Gesamtzeit bis zum Erreichen des Zielorts erreicht wird. Insbesondere wird der Fahrer 3 angeleitet bzw. die Steuerung des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt derart, dass unnötig hohe Reisegeschwindigkeiten, die aufgrund höherer erforderlicher Ladezeiten zu einer längeren Gesamtreisezeit führen würden, vermieden werden. Somit wird zugleich eine hohe Energieeffizienz und eine kurze Reisedauer erreicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3249359 A2 [0002]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) entlang einer vorgegebenen Route (7) zu einem Zielort (2) geführt wird, wobei die Route (7) wenigstens eine Ladepause (9) umfasst, während der ein Energiespeicher (10) des Kraftfahrzeugs (1) durch eine fahrzeugexterne Ladeeinrichtung (19) geladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen Abschnitt (8) der Route (7) eine jeweilige Sollgeschwindigkeit (24) ermittelt wird, indem die Summe (25) aus einer prognostizierten Fahrzeit (26) für den wenigstens einen Abschnitt (8) und einer prognostizierten Dauer (27) der wenigstens einen Ladepause (9) minimiert wird, wobei die jeweilige prognostizierte Fahrzeit (26) von der jeweiligen Sollgeschwindigkeit (24) und die prognostizierte Dauer (27) der jeweiligen Ladepause (9) von der Sollgeschwindigkeit (24) oder wenigstens einer der Sollgeschwindigkeiten (24) abhängt, wonach in dem jeweiligen Abschnitt (8) ein die Sollgeschwindigkeit (24) betreffender Hinweis an einen Fahrer (3) des Kraftfahrzeugs (1) ausgegeben wird und/oder die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit (24) gesteuert oder geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den wenigstens einen Abschnitt (8), von dem die Dauer (27) der jeweiligen Ladepause (9) abhängt, ein von der Sollgeschwindigkeit (24) abhängiger Energieverbrauch (28) prognostiziert wird, wobei der Energieverbrauch (28) in Abhängigkeit der jeweiligen Sollgeschwindigkeit (24) prognostiziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Betriebsparameter (15) des Energiespeichers (10) erfasst wird, wobei die prognostizierte Dauer (27) der wenigstens einen Ladepause (9) in Abhängigkeit dieses Betriebsparameters (15) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die prognostizierte Dauer (27) der wenigstens einen Ladepause (9) in Abhängigkeit eines momentanen und/oder prognostizierten Betriebsparameters (16) wenigstens eines Nebenverbrauchers (21) des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die prognostizierte Dauer (27) der jeweiligen Ladepause (9) von wenigstens einem Einrichtungsparameter der in dieser Ladepause voraussichtlich genutzten Ladeeinrichtung (19) abhängt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtungsparameter oder ein jeweiliger der Einrichtungsparameter eine Ladeleistung (13) und/oder eine prognostizierte Auslastung (14) der Ladeeinrichtung (19) betrifft.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Route (7) in Abhängigkeit wenigstens einer Eigenschaft von bekannten Ladeeinrichtungen (19) vorgegeben wird.
  8. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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